電力諧波治理裝置數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　if(zt8360a_opendevice(m_cardno) > 0) then

　　//初始化數(shù)據(jù)采集卡，返回0表示打開設(shè)備成功，m_cardno為1

　　begin

　　showmessage(`打開設(shè)備失敗`);

　　exit;

　　end

　　else

　　begin

　　i:=zt8360a_getcardstatus(1); //采集卡狀態(tài)

　　if i>0 then

　　begin

　　i:=zt8360a_getlasterr(); //得到當(dāng)前錯(cuò)誤號(hào)，為0表示無錯(cuò)誤

　　showmessage(`錯(cuò)誤號(hào)為：`+inttostr(i));

　　end;

　　getmem(data,sizeof(tsomearray)*8092); //讀數(shù)據(jù)

　　zt8360a_disablead(m_cardno); //禁止ad

　　i:=zt8360a_getcardstatus(1);

　　if i>0 then

　　showmessage(`禁止ad失敗，錯(cuò)誤號(hào)為：`+inttostr(i));

　　zt8360a_clearhfifo(m_cardno); //清硬件緩沖區(qū)

　　i:=zt8360a_getcardstatus(1);

　　if i>0 then

　　i:=zt8360a_getlasterr();

　　showmessage(`清硬件緩沖區(qū)失敗，錯(cuò)誤號(hào)為：`+inttostr(i));

　　//showmessage(`hfifo`);

　　zt8360a_clearsfifo(m_cardno); //清驅(qū)動(dòng)緩沖區(qū)

　　i:=zt8360a_getcardstatus(1);

　　if i>0 then

　　i:=zt8360a_getlasterr();

　　showmessage(`清驅(qū)動(dòng)緩沖區(qū)失敗，錯(cuò)誤號(hào)為：`+inttostr(i));

　　zt8360a_aiinit(m_cardno, 0, 1, 0, 0, 1, 625 ,1, 0, 0);

　　//設(shè)置ad方式控制寄存器

　　i:=zt8360a_getcardstatus(1);

　　if i>0 then

　　// i:=zt8360a_getlasterr();

　　i:=zt8360a_getlasterr();

　　showmessage(`intit`+inttostr(i));

　　zt8360a_openirq( m_cardno, 0, 0, 0, 0); //打開8360a中斷

　　i:=zt8360a_getcardstatus(1);

　　if i>0 then

　　i:=zt8360a_getlasterr();

　　showmessage(`打開中斷失敗，錯(cuò)誤號(hào)為：`+inttostr(i));

　　end;

　　end;

　　3.4 基于單個(gè)人工神經(jīng)元的自適應(yīng)電力諧波檢測(cè)方法

　　基于單個(gè)人工神經(jīng)元的自適應(yīng)電力諧波檢測(cè)原理如圖2所示，該方法能夠?qū)ζ娲巍⑴即?、特定次、?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/諧波">諧波以及相位進(jìn)行實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的動(dòng)態(tài)檢測(cè)。假設(shè)實(shí)際系統(tǒng)中需要檢測(cè)的最高次諧波是n次。

　　(1) 檢測(cè)總諧波電流：只取sinωt和cosωt作為參考輸入。人工神經(jīng)元學(xué)習(xí)完成之后，系統(tǒng)的輸出z(t)即為總諧波電流。

　　(2) 檢測(cè)奇次諧波電流：取sinωt、cosωt以及sin(2k+1)ωt、cos(2k+1)

　　(3) ≤2k+1≤n，k為正整數(shù)) 等作為參考輸入。人工神經(jīng)元學(xué)習(xí)完成之后

　　i2k+1(t) = w(2k+1)s·sin(2k+1)ωt + w(2k+1)c·cos(2k+1)ωt (1)

　　就是對(duì)應(yīng)的奇次諧波電流的值。

　　(4) 檢測(cè)偶次諧波電流：取sinωt、cosωt以及sin2kωt、cos2kωt(2≤2k≤n，k為正整數(shù))等作為參考輸入。人工神經(jīng)元學(xué)習(xí)完成之后

　　i2k(t) = w2ks·sin2kωt + w2kc·cos2kωt (2)

　　就是對(duì)應(yīng)的偶次諧波電流的值。

　　(5) 檢測(cè)特定次諧波和相位：取sinωt、cosωt以及sinkωt、coskωt(k∈[2,n]且為正整數(shù))等作為參考輸入。人工神經(jīng)元學(xué)習(xí)完成之后

　　ik(t) = wks·sinkωt + wkc·coskωt (3)

　　就是對(duì)應(yīng)的k次諧波的值;wkc/wks就是k次諧波相角的正切值。

　　圖2 基于單個(gè)神經(jīng)元的電力諧波檢測(cè)原理圖

　　3.5 iplot控件的應(yīng)用

　　iplot控件是非常優(yōu)秀的控件，能夠直觀實(shí)時(shí)顯示工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中的模擬信號(hào)。它功能強(qiáng)大，即使在劃分?jǐn)?shù)據(jù)時(shí)也可以縮放，滾動(dòng)。x軸，y軸和頻道數(shù)均無限制。對(duì)于不同通道信號(hào)采用顏色區(qū)分，并用文字標(biāo)注，方便觀察比較分析。能以.bmp,.emf,.jpg各種圖形格式保存信號(hào)曲線，也可以打印輸出?，F(xiàn)以其中一路通道信號(hào)的顯示加以說明。

　　var

　　currcount:integer;

　　retcount:integer;

　　i:integer;

　　begin

　　//設(shè)置iocomp中iplt控件的參數(shù)

　　iplot.channel[0].titletext:= `u相電壓信號(hào)`; //設(shè)置通道標(biāo)題文字

　　iplt1.xaxis[0].min:=0; //設(shè)置u相電壓信號(hào)x軸的起始坐標(biāo)值

　　iplt1.xaxis[0].span:=2560; //設(shè)置x軸的坐標(biāo)域

　　iplt1.yaxis[0].min:=-5000; //y軸表示u相電壓信號(hào)的幅值

　　iplt1.yaxis[0].span:=10000;

　　i:=zt8360a_getlasterr();

　　if i>0 then

　　showmessage(`錯(cuò)誤號(hào)為：`+inttostr(i));

　　currcount := zt8360a_getsfifodatacount(m_cardno);

　　//得到驅(qū)動(dòng)緩沖區(qū)(sfifo)中當(dāng)前有效數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)

　　if currcount > 0 then

　　begin

　　retcount := zt8360a_aisfifo(m_cardno, data, 8192);

　　//定時(shí)啟動(dòng)ad或外觸發(fā)啟動(dòng)ad時(shí)，從驅(qū)動(dòng)緩沖區(qū)中讀8192個(gè)數(shù)到緩沖區(qū)

　　for i:=0 to retcount do

　　begin

　　iplt1.channel[0].addxy(x,data^[i]); //圖形顯示

　　x:=x+1;

　　end;

　　end;

　　end;

　　3.6 線程的應(yīng)用和防止數(shù)據(jù)覆蓋

　　windows提供的多媒體定時(shí)器，它的最小時(shí)間精度只能達(dá)到1ms。不能滿足實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集的要求。在本項(xiàng)目中，采集的電壓信號(hào)頻率為50hz,每個(gè)周期為0.02秒。根據(jù)項(xiàng)目要求，每個(gè)周期需采樣256個(gè)點(diǎn)，即每0.02/256=0.000078125秒讀一次。因此需要使用線程。另外，pci8360a的單通道采樣頻率最高可達(dá)500khz，即每1/500000=0.000002秒采樣一次。因此，可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)覆蓋，即還沒有處理的數(shù)據(jù)被新讀入的數(shù)據(jù)覆蓋。為防止這種情況發(fā)生，需要?jiǎng)?chuàng)建緩存區(qū)。

　　4 結(jié)束語(yǔ)

　　在該項(xiàng)目的上位機(jī)軟件開發(fā)過程中，數(shù)據(jù)采集是其它工作的前提。在數(shù)據(jù)采集中掌握pci8360a數(shù)據(jù)采集卡的的使用是非常重要的，它有效的利用了工機(jī)控機(jī)高速處理能力。在使用過程中要注意：未接信號(hào)的通道一定要接模擬地;為防止引入現(xiàn)場(chǎng)干擾，不應(yīng)該使信號(hào)引腳懸空，可以將不使用的信號(hào)引腳與模擬地短路;各選擇跳線均選出廠設(shè)置。iocomp圖形控件的使用使得實(shí)驗(yàn)的上位機(jī)界面更加美觀。iplot控件顯示各路信號(hào)波形。ispectrumdisplay，ipiechart控件用于顯示各次諧波含有率，iangularloggauge控件用于顯示基波功率。為提高讀數(shù)據(jù)的速率，使用了線程。動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)和防覆蓋技術(shù)的應(yīng)用，使得系統(tǒng)更為可靠。多種采集方式同時(shí)應(yīng)用，便于比較多種方法各自的優(yōu)缺點(diǎn)。